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研究生: 許家寧
Chia-Ning Hsu
論文名稱: 積層製造生物可降解Poly(glycerol sebacate) acrylate/Poly(ethylene glycol) diacrylate神經導管之研究
Additive manufacturing biodegradable Poly(glycerol sebacate) acrylate/Poly(ethylene glycol) diacrylate nerve conduit
指導教授: 鄭逸琳
Yih-Lin Cheng
口試委員: 謝明佑
Ming-You Shie
何明樺
Ming-Hua Ho
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2020
畢業學年度: 108
語文別: 中文
論文頁數: 139
中文關鍵詞: 神經管組織工程微溝槽結構PGSAPEG-DA降解性質拉伸強度
外文關鍵詞: Neural Tube Tissue Engineering, Microgroove Structure, PGSA, PEG-DA, Degradation Properties, Tensile Strength
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  • 目前使用生醫材料來製作神經管的材料大部分是使用矽膠管,雖然矽膠製神經管具有高生物適應性及高柔軟度的優點,但不易被生物體降解。且過去研究中發現微溝槽表面可以最有效地引導許旺氏細胞和神經元的生長,但因為製程上的困難無法製作精度較高的導管。因此本研究將使用DLP製程來製作具有微溝槽結構可降解之神經導管。
    使用DLP製程可以有效簡化過去製作一個神經管所需的多個生產技術,可製作尺寸微小的微溝槽結構。材料方面挑選PGSA及PEG-DA作為可降解神經導管主材料,對其進行降解試驗與拉伸試驗。結果顯示PGSA與PEG-DA混和材料具有降解性的同時具有一定的機械強度。另外發現當材料PGSA60+PEGDA=1:1另外添加15%PEG後的降解百分率可提升為原先的3倍。此外,細胞培養觀察到細胞在PGSA30+PEGDA=1:2 PATTERN支架上生長狀況佳、能均勻分布,且細胞沿著微溝槽的方向排列、生長。最後,老鼠動物實驗證明神經導管具有生物相容性,且具備足夠機械強度能真正實際運用在生物體上,使受傷之神經管進行再生與修復。


    At present, most of the materials used to make nerve conduit using biomedical materials are silicone conduits. Although silicon nerve conduit are high biocompatibility and high softness, but they are not easily degraded. And in the past research, it was found that the surface of microgrooves can most effectively guide the growth of Schwann cells. Therefore, this study will use the DLP process to fabricate degradable nerve conduit with microgroove structures.
    Using the DLP process produce micro-groove structures with small dimensions. PGSA and PEG-DA were selected as the main materials of the degradable nerve conduit, and degradation tests and tensile tests were performed on them. The results show that the PGSA and PEG-DA mixed materials are degradable and have certain mechanical strength. It was also found that when the material PGSA60 + PEGDA = 1: 1 and the addition of 15% PEG, the degradation percentage could be increased by three times. In addition, in cell culture, it was observed that the cells grew well on the PGSA30 + PEGDA = 1: 2 PATTERN scaffold and could be evenly distributed, and the cells were arranged and grown along the direction of the micro grooves. In the end, rat animal experiments proved that the nerve conduit are biocompatible and have sufficient mechanical strength to be used in living organisms to regenerate and repair injured nerve conduit.

    摘要 I Abstract II 致謝 III 目錄 IV 圖目錄 VII 表目錄 XI 第1章 緒論 1 研究背景 1 1.1 研究動機與目的 2 1.2 研究方法 3 1.3 論文架構 4 第2章 文獻探討 5 2.1 組織工程(Tissue Engineering)介紹 5 2.1.1 支架材料之特性 9 2.1.2 高分子生醫材料 10 2.1.3 生物降解機制 17 2.2 神經系統簡介 18 2.2.1 周邊神經系統 19 2.2.2 周邊神經損傷修復與再生 19 2.2.3 周圍神經再生的組織工程策略 20 2.3 應用於神經組織工程的相關技術 21 2.3.1 神經外膜縫合術(Epineurial repair) 22 2.3.2 神經束群縫合術(Group fascicular suturing) 22 2.3.3 神經移植術(Nerve grafting) 22 2.3.4 經導管接合術(Nerve bridging) 23 2.3.5 積層製造 23 2.4 本實驗研究回顧 26 第3章 材料選擇與合成 30 3.1 實驗藥品與設備 30 3.1.1 原料與藥品 30 3.1.2 儀器設備 30 3.2 材料初步挑選 31 3.3 材料系統介紹 33 3.3.1 PEG-DA 33 3.3.2 PGSA 34 3.3.3 光起始劑 TPO 35 3.3.4 蘇丹黑 37 3.3.5 Vitamin E 38 3.3.6 PEG 39 3.3.7 材料混合方式 39 第4章 支架製作與性質檢測 43 4.1 DLP-AM系統簡介 43 4.1.1 本研究使用之下照式動態光罩成型系統 43 4.1.2 動態光罩控制軟體 45 4.1.3 動態光罩產生器 46 4.2 神經管設計 47 4.3 材料性質檢測 50 4.3.1 後固化處理 50 4.3.2 統計分析 51 4.3.3 微拉伸試驗 51 4.3.4 降解試驗 53 4.3.5 電子顯微鏡(SEM) 54 4.3.6 接觸角測試 55 4.3.7 細胞免疫螢光染色 57 4.3.8 粒線體活性測試(MTT) 58 第5章 材料測試結果、細胞培養與動物實驗 60 5.1 材料機械性質 60 5.1.1 微拉伸試驗結果 60 5.1.2 降解結果 64 5.1.3 pH值檢測 73 5.1.4 電子顯微鏡(SEM)觀察 74 5.1.5 接觸角量測結果 83 5.1.6 結果與討論 85 5.2 生物相容性評估 88 5.2.1 體外細胞培養 88 5.2.2 許旺細胞培養 89 5.2.3 細胞免疫螢光染色結果 90 5.2.4 粒線體活性測試(MTT)結果 95 5.3 動物臨床實驗 101 第6章 結論與未來研究方向 104 6.1 結論 104 6.2 未來研究方向 106 參考文獻 107 附錄 各材料降解後之SEM圖 114

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    無法下載圖示 全文公開日期 2025/02/10 (校內網路)
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